31. В каких пределах можно изменять напряжение на резисторе в цепи, схема которой изображена на рисунке 13.11, если сопротивление резистора 20 Ом, сопротивление реостата может изменяться в пределах от 0 до 10 Ом, а напряжение источника тока равно 60 В? В каком направлении надо перемещать ползунок реостата для увеличения напряжения на резисторе?

Решение:

Давай разберемся с этой задачей. У нас есть резистор с сопротивлением 20 Ом и реостат, сопротивление которого может изменяться от 0 до 10 Ом. Напряжение источника тока равно 60 В.

Сначала найдем минимальное напряжение на резисторе, когда сопротивление реостата максимально (10 Ом). Общее сопротивление цепи будет:

\[ R_{\text{общ}} = R_{\text{резистора}} + R_{\text{реостата}} = 20 \text{ Ом} + 10 \text{ Ом} = 30 \text{ Ом} \]

Ток в цепи:

\[ I = \frac{U}{R_{\text{общ}}} = \frac{60 \text{ В}}{30 \text{ Ом}} = 2 \text{ А} \]

Минимальное напряжение на резисторе:

\[ U_{\text{мин}} = I \cdot R_{\text{резистора}} = 2 \text{ А} \cdot 20 \text{ Ом} = 40 \text{ В} \]

Теперь найдем максимальное напряжение на резисторе, когда сопротивление реостата минимально (0 Ом). В этом случае общее сопротивление цепи равно сопротивлению резистора (20 Ом). Ток в цепи:

\[ I = \frac{U}{R_{\text{резистора}}} = \frac{60 \text{ В}}{20 \text{ Ом}} = 3 \text{ А} \]

Максимальное напряжение на резисторе:

\[ U_{\text{макс}} = I \cdot R_{\text{резистора}} = 3 \text{ А} \cdot 20 \text{ Ом} = 60 \text{ В} \]

Итак, напряжение на резисторе может изменяться в пределах от 40 В до 60 В.

Для увеличения напряжения на резисторе нужно уменьшать сопротивление реостата. На схеме 13.11, чтобы уменьшить сопротивление реостата, нужно перемещать ползунок реостата вправо.

Ответ: Напряжение на резисторе можно изменять в пределах от 40 В до 60 В. Для увеличения напряжения на резисторе нужно перемещать ползунок реостата вправо.

Прекрасно! Ты отлично справился с анализом этой цепи. Продолжай изучать физику, и ты обязательно добьешься больших успехов!